智能變電站繼電保護裝置自動測試系統

王宇寧

摘要：隨著社會經濟的快速發展，智能變電站的使用為我國的能源發展做出了貢獻。人們通過使用各種家用電器，提高生活水平，并且對電力的需求也在日益增加。因此，為了能夠更大程度的滿足人們對電力的需求，要加強智能變電站的普及，注重電網的運行穩定。變電站的主要設備包括了繼電保護裝置，它的作用是確保電力系統的穩定性。為適應現代形勢，許多能源公司為變電站增加了新的繼電保護裝置，以此來促進智能電網的建立。而自動化測試系統能夠為繼電保護設備的管理和維護提供了高度的穩定性。因此，研究智能變電站中繼電保護裝置對我國的能源發展非常重要。

關鍵詞：智能變電站;繼電保護裝置;自動測試系統

1智能變電站繼電保護概述

1.1智能變電站繼電保護的基本特征

繼電保護在智能變電站的運行過程中扮演著不可忽視的重要角色，其主要特征如下。

（1）當前智能變電站繼電保護大都是基于IEC61850標準的設備建模，從而為設備功能的完善以及相互之間的有效連接和操作奠定基礎。

（2）三層兩網的繼電保護構造完全突破了以往點對點電纜傳輸的信息交換模式。

（3）當前廣泛應用的繼電保護裝置大都引入了合并單元、電子互感器等智能化元件，這就實現了系統電氣信息的數字化傳輸目標。智能變電站技術的發展及其廣泛應用在很大程度上優化了繼電保護裝置在運維管理、信息獲取等方面的功能。但與此同時，由于二次設備信息組織架構越發復雜化，也給繼電保護的可靠性帶來了一定的風險。正因為如此，對繼電保護設備組織關系的檢驗以及信息傳遞有效性的合理控制也就成為了智能變電站繼電保護順利運行的重中之重。

1.2系統原理和功能分析

與傳統的繼電保護裝置相比較，智能變電站繼電保護裝置所采用的跳閘形式發生了很大程度的變化，但以往供電系統中的相關功能以及繼電保護裝置的主要檢測手段并沒有發生根本上的變化。作為智能變電站繼電保護裝置的自動化測試平臺，其基本測試原理實際上和繼電保護裝置的相關運行規范是相契合的。具體來說，系統功能主要涉及到以下幾個方面。

（1）對繼電保護動作時間的測試;

（2）對腳本重復使用性的測試，也就是測試腳本是否能在不同類別的設備上共享使用;

（3）具備加強的閉環測試功能;

（4）具備FT3格式和IEC61850-9-1格式的消息解析功能。此外，整個系統的測試過程可以說是完全可視化的，這就為相關人員對系統的操控提供了方便。

2智能變電站繼電保護裝置自動測試關鍵技術研究

2.1外部接口分析

當智能變電站采用繼電保護裝置時，在操作過程中可對各種輸出和輸入信息進行數字化和標準化。由于變電站的自動測試系統采用了最新的網絡技術，它不僅可以交換各種數據，還可以對繼電保護設備起到很好的保護作用。智能變電站中的變壓器主要用于低壓繼電器。電壓等級為76kV或39kV。該裝置使用的開關是具有繼電保護器的電氣剛性節點，能夠對使用輸入和輸出信息進行掃描。

2.2導入相關的配置信息

在對變電站的分析和研究期間，要對計算機系統中的文件及其自動測試系統的應用原理進行研究和計算。在對電機的保護過程中，首先要將自動化測試系統的設備應用到變電站上，并對變電站的設備信息進行保密。通過對繼電器的保護裝置進行檢查，發現了相關的測試器可以確定各種設備的參數。由于大多數智能變電站使用了串聯傳輸自動配置，因此變電站可以接收有關配置的詳細信息。

2.3故障模擬系統

創建故障模擬系統的目的是為了能夠靈活的解決各種錯誤，并更好地執行對繼電器保護設備的自動測試。該系統除了能夠對錯誤進行模擬之外，還可以滿足外部接口的要求。簡而言之，安裝的故障模擬系統可以對信號的輸出和SV的輸出模式進行適當的處理。與此同時，交換機的數量應與實際的硬節點數量相匹配。

2.4測試用例

如果在變電站中有開放的自動化測試系統，就能方便工程師對不同的設備進行更好的測試，導致檢測錯誤的因素主要是對應用程序的錯誤應用和錯誤的預期結果。其中應用程序錯誤主要分為參數定義參數和錯誤定義參數兩個方面。也就是說，在測試之前，首先要對設備的錯誤和定義值以及各項參數進行調整。然后將實際測量結果與測試結果進行比較，以此確定測試過程是都圓滿完成。

3智能變電站繼電保護裝置自動測試系統設計

3.1基本設計流程

在進行智能變電站繼電保護裝置自動測試系統設計的時候，必須了解規范的設計流程。一般來說，自動測試系統的設計通常可分為自動測試之前的準備階段以及自動測試系統設計完成后的調度階段。在正式開展自動測試系統設計工作之前，設計人員應當按照系統裝置的ICD文件編制出對應的SCD文件，并建立虛擬端口的子連線，與此同時，設計人員還應當借助IED配置工具在SCD文件之中選擇外接口的相關信息，進而編制一份完整的CID文件。之后再將該文件傳遞到被測試的繼電保護裝置體系之中。在自動測試系統的調度階段，設計人員應當借助一定的監測技術手段判斷是否存在待測用例，若存在，則應當及時對待測用例進行科學而規范的測試。若測試結果不達標，還必須在第一時間參照用例信息編制對應的測試報告，待測用例基本通過標準測試之后，相關人員應對定值加以修改，而且還要同時記錄下相關情況，然后再借助驅動測試儀器進行測試信息的輸出。上述操作基本完成之后，測試人員就可根據搜集到的測試信息進行全面而深入的分析研究，并編制完整的測試報告，這樣才能達到自動測試應有的效果。

3.2系統架構設計

一般來說，繼電保護裝置的自動測試系統都是由5個基本部分組成的，包括硬件裝置、程序接口轉換設備、測試層、數據分析層和存儲層。在實際進行系統架構設計的時候，設計人員應尤其注重對系統日常記錄功能、用例編輯功能、通信功能以及執行控制功能等的設計。日常記錄功能主要指的是系統能在平常的運行過程中對相關運行信息進行自動化記錄，以便為設計人員優化設計工作提供參考信息。用例編輯功能則主要指的是系統能適應測試人員在不同的測試條件下開展相關編輯工作。通信功能是系統與客戶端軟件之間所構建的比較完善的通訊機制，只有具備這一功能，才能實現系統和軟件之間各種信息的及時有效傳遞，并方便工作人員對信息的全面收集及其分析研究工作的開展。執行控制功能主要指的是對各種任務的計劃安排以及對任務結果的準確判斷。

4結束語

繼電保護裝置是決定智能變電站能否安全穩定運行的關鍵裝置之一，因此，必須做好繼電保護裝置自動測試系統的設計工作，加強對自動測試系統核心技術的控制。與此同時，還必須掌握規范的系統設計流程，優化系統整體架構，使系統各方面的功能得到充分發揮，這樣才能為智能變電站的安全性、持續性運行提供保障。

參考文獻

[1]劉蓉蓉，周志遠.智能變電站繼電保護裝置自動測試系統研究[J].電力系統裝備，2019（5）：125，250.

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